(江苏专用)2020版高考物理新增分大一轮复习第六章静电场第1讲静电场讲义(含解析).docx
《(江苏专用)2020版高考物理新增分大一轮复习第六章静电场第1讲静电场讲义(含解析).docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《(江苏专用)2020版高考物理新增分大一轮复习第六章静电场第1讲静电场讲义(含解析).docx(20页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、1静电场考试内容范围及要求 高考统计 高考命题解读内容 要求 说明 2015 2016 2017 201822.静电现象 T223.电荷 电荷守恒定律 24.点电荷 库仑定律 25.静电场 电场线 电势能 电势 等势面 T3 T826.电场强度 点电荷的场强 电势差电场强度的计算最多考虑两个电场的叠加T827.匀强电场中电势差和电场强度的关系 T528.带电粒子在匀强电场中的运动计 算 限 于 带 电粒 子 进 入 电 场时 速 度 平 行 或垂 直 于 场 强 的情 况T15 T15 T1529.电容 电容器 T4 T81.考查方式本章内容在高考中单独命题较多,有选择题也有计算题选择题主要考
2、查对基本概念和物理模型的理解,如电场的分布特点、对电势和电势能的理解;计算题主要考查带电粒子在匀强电场中的运动,常与牛顿运动定律、功能关系、能量守恒综合考查2命题趋势常与实际生活、科学研究联系密切出题,通过新的情景或新的素材如喷墨打印机、静电除尘、示波管、加速器等进行命题考查.第 1 讲 电场力的性质一、电荷 电荷守恒定律1元电荷、点电荷(1)元电荷: e1.6010 19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍(2)点电荷:代表带电体的有一定电荷量的点,忽略带电体的大小、形状及电荷分布状况的2理想化模型2电荷守恒定律(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,
3、或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中,电荷的总量保持不变(2)三种起电方式:摩擦起电、感应起电、接触起电;(3)带电实质:物体得失电子;(4)电荷的分配原则:两个完全相同且带同种电荷的导体,接触后再分开,二者带等量同种电荷,若两导体原来带异种电荷,则电荷先中和,余下的电荷再平分自测 1 如图 1 所示,两个不带电的导体 A 和 B,用一对绝缘柱支撑使它们彼此接触把一带正电荷的物体 C 置于 A 附近,贴在 A、 B 下部的金属箔都张开( )图 1A此时 A 带正电, B 带负电B此时 A 带正电, B 带正电C移去 C,贴在 A、 B 下部的金属箔都闭合D先把 A 和 B 分开,然后
4、移去 C,贴在 A、 B 下部的金属箔都闭合答案 C解析 由静电感应可知, A 左端带负电, B 右端带正电,选项 A、B 错误;若移去 C, A、 B 两端电荷中和,则贴在 A、 B 下部的金属箔都闭合,选项 C 正确;先把 A 和 B 分开,然后移去C,则 A、 B 带的电荷不能中和,故贴在 A、 B 下部的金属箔仍张开,选项 D 错误二、库仑定律1内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上2表达式:F k ,式中 k9.010 9Nm2/C2,叫做静电力常量q1q2r233适用条件:真空中的点电荷(1)在
5、空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用此公式计算(2)当两个带电体的间距远大于其本身的大小时,可以把带电体看成点电荷4库仑力的方向:由相互作用的两个带电体决定,即同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引自测 2 两个完全相同的金属球 A 和 B 带电荷量之比为 17,相距为 r.两者接触一下放回原来的位置,若两球原来带异种电荷,则后来两球之间的静电力大小与原来之比是( )A37 B47C97 D167答案 C三、电场、电场强度1电场(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质;(2)基本性质:对放入其中的电荷有力的作用2电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷
6、受到的电场力 F 与它的电荷量 q 的比值(2)定义式: E ;单位:N/C 或 V/m.Fq(3)矢量性:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向(4)电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个电场单独在该点产生的电场强度的矢量和3点电荷的电场:真空中距场源电荷 Q 为 r 处的场强大小为 E k .Qr2自测 3 如图 2 所示,电荷量为 q1和 q2的两个点电荷分别位于 P 点和 Q 点已知在 P、 Q连线上某点 R 处的电场强度为零,且 PR2 RQ.则( )图 2A q12 q2 B q14 q2C q12 q2 D q14 q2答案 B解析 由 R 处的电场强度为
7、零,可知两点电荷带同种电荷,设 RQ r,则 PR2 r,根据点电荷的场强公式有 k k ,解得: q14 q2,故 B 正确q12r2 q2r24四、电场线的特点1电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷2电场线在电场中不相交3在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏4几种典型电场的电场线(如图 3)图 3自测 4 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场图 4 为点电荷 a、 b 所形成电场的电场线分布图,以下几种说法正确的是( )图 4A a、 b 为异种电荷, a 带电荷量大于 b 带电荷量B a、 b 为异种电荷, a 带电荷量小于 b 带电荷
8、量C a、 b 为同种电荷, a 带电荷量大于 b 带电荷量D a、 b 为同种电荷, a 带电荷量小于 b 带电荷量答案 B解析 若为同种电荷,根据点电荷的场强公式 E 可知在两点电荷的连线上的某点的电场kQr2强度为零而电场线的疏密代表电场的强弱,若电场强度为 0,则无电场线,由电场线的分布图可知在 a、 b 的连线上无场强为 0 的点,故 a、 b 为异种电荷,C、D 错误;又由公式 E可知场源电荷的电荷量越大,场源电荷周围场强越大,电场线越密,由题图可知 b 的周围kQr2电场线密, a 的周围电场线疏,故 Qb Qa,故 B 正确,A 错误.5命题点一 库仑定律的理解和应用1库仑定律
9、的理解(1)库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用(2)对于两个均匀带电绝缘球体,可将其视为电荷集中在球心的点电荷, r 为球心间的距离(3)对于两个带电金属球,要考虑表面电荷的重新分布,如图 5 所示图 5同种电荷: F k (如图甲);异种电荷: F k (如图乙)q1q2r2 q1q2r2(4)不能根据公式错误地认为 r0 时,库仑力 F,因为当 r0 时,两个带电体已不能看成点电荷了2涉及库仑力的平衡问题(1)解题思路与力学中的平衡问题一样,只是在原来受力的基础上多了库仑力,具体步骤如下:注意库仑力的方向:同种相斥,异种相吸,沿两电荷连线方向(2)三个自由点电荷的平衡问题条件:其中
10、任意两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零,或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反规律“三点共线”三个点电荷分布在同一直线上;“两同夹异”正负电荷相互间隔;“两大夹小”中间电荷的电荷量最小;“近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷例 1 (2018淮安中学期中)两个分别带有电荷量2 Q 和4 Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为 r 的两处,它们间库仑力的大小为 F.两小球相互接触后将其固定距6离变为 ,则两球间库仑力的大小为( )r2A. FB. FC2 FD4 F12 18答案 A变式 1 (多选)如图 6 所示,把 A、 B 两个相同的导电小球分别用长为 0.1
11、0m 的绝缘细线悬挂于 OA和 OB两点用丝绸摩擦过的玻璃棒与 A 球接触,棒移开后将悬点 OB移到 OA点固定两球接触后分开,平衡时距离为 0.12m已测得每个小球质量是 8.0104 kg,带电小球可视为点电荷,重力加速度 g10m/s 2,静电力常量 k9.010 9 Nm2/C2,tan370.75,则( )图 6A两球所带电荷量相等B A 球所受的静电力为 1.0102 NC B 球所带的电荷量为 4 108 C6D A、 B 两球连线中点处的电场强度为 0答案 ACD解析 两相同的小球接触后电荷量均分,故两球所带电荷量相等,选项 A 正确;两球分开后,对 A 球受力分析如图所示,由
12、几何关系可知,悬线与竖直方向的夹角 37, A 球所受的静电力 F mgtan378.010 4 100.75N6.010 3 N,选项 B 错误;根据库仑定律得, F k k ,解得qAqBl2 q2Bl2qB C4 108 C,选项 C 正确;因为 A、 B 两球带等量的Fl2k 6.010 30.1229.0109 6同种电荷,故 A、 B 两球连线中点处的电场强度为 0,选项 D 正确7命题点二 电场强度的理解及电场的叠加1电场强度的性质矢量性 规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点场强的方向唯一性电场中某一点的电场强度 E 是唯一的,它的大小和方向与放入该点的电荷 q 无关,它
13、决定于形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置叠加性如果有几个静止点电荷在空间同时产生电场,那么空间某点的场强是各场源电荷单独在该点所产生的场强的矢量和2.三个计算公式公式 适用条件 说明定义式 EFq任何电场某点的场强为确定值,大小及方向与 q 无关决定式 E kQr2 真空中点电荷的电场E 由场源电荷 Q 和场源电荷到某点的距离 r 决定关系式 E Ud 匀强电场 d 是沿电场方向的距离3.电场的叠加(1)叠 加 原 理 : 多 个 电 荷 在 空 间 某 处 产 生 的 电 场 强 度 为 各 电 荷 在 该 处 所 产 生 的 电 场 强 度 的 矢 量和 (2)运算法则:平行四边形定则4
14、等量同种和异种点电荷的电场强度的比较比较项目 等量异种点电荷 等量同种点电荷电场线的分布图连线上中点 O 点的场强连线上中点 O 点场强最小,指向负电荷一方为零连线上的场强大小(从左到右) 沿连线先变小,再变大 沿连线先变小,再变大沿中垂线由 O 点向外场强大小 O 点最大,向外逐渐变小O 点最小,向外先变大后变小关于 O 点对称的 A 与 等大同向 等大反向8A, B 与 B的场强例 2 (2018如东县调研)如图 7 所示,在两等量异种点电荷的电场中, MN 为一根光滑绝缘细杆,放在两电荷连线的中垂线上, a、 b、 c 三点所在水平直线平行于两点电荷的连线,且 a 与 c 关于 MN 对
15、称, b 点位于 MN 上, d 点位于两电荷的连线上下列说法中正确的是( )图 7A a 点的场强与 b 点的场强方向相同B a 点的场强与 c 点的场强方向相同C b 点的场强大于 d 点的场强D套在细杆上的带电小环由静止释放后将做匀加速直线运动答案 D解析 画出等量异种点电荷的电场线,如图所示:由图可知 a、 b、 c 三个点的电场线切线方向都不同,故 a 点的场强与 b 点的场强、 c 点的场强的方向均不相同,故 A、B 错误;因为在两个电荷的连线上,中点的电场强度最小,在两个电荷连线的中垂线上,中点的电场强度最大,故图中 b 点的场强小于 d 点的场强,故 C 错误;细杆 MN 在两
16、个电荷的连线的中垂线上,该中垂线上的每个点的电场强度方向都是平行于两个电荷的连线向右,故带电小环水平方向受垂直杆的电场力和支持力相互平衡,竖直方向受重力,做自由落体运动,故做匀加速直线运动,故 D 正确变式 2 (2019涟水中学月考)下列选项中的各 圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,14且电荷均匀分布,各 圆环间彼此绝缘.坐标原点 O 处电场强度最大的是( )14答案 B9解析 设 带电圆环在 O 点产生的场强大小为 E.14A 图中坐标原点 O 处电场强度是 带负电圆环产生的,原点 O 处电场强度大小为 E;14B 图中坐标原点 O 处电场强度是第一象限 带正电圆环和第二象限 带负电圆
17、环叠加产生,原14 14点 O 处电场强度大小等于 E;2C 图中第一象限 带正电圆环和第三象限 带正电圆环产生的电场在坐标原点 O 处相互抵消,14 14所以坐标原点 O 处电场强度是 带负电圆环产生的,坐标原点 O 处电场强度大小为 E;14D 图中第一象限 带正电圆环和第三象限 带正电圆环产生的电场在坐标原点 O 处相互抵消,14 14第二象限 带负电圆环和第四象限 带负电圆环产生的电场在坐标原点 O 处相互抵消,所以坐14 14标原点 O 处电场强度为 0.所以坐标原点 O 处电场强度最大的是 B.命题点三 电场线与带电粒子的运动轨迹问题1电场线与运动轨迹的关系根据电场线的定义,一般情
18、况下,带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合,当同时满足以下 3 个条件时,两者会重合:(1)电场线为直线;(2)电荷的初速度为零,或初速度方向与电场线平行;(3)电荷仅受电场力或所受其他力的合力的方向与电场线平行2解题思路(1)根据带电粒子运动轨迹的弯曲方向,判断出受力情况;(2)把电场线方向、受力方向与电性相联系;(3)把电场线疏密程度和受力大小、加速度大小相联系例 3 (多选)(2018南通市等七市三模)某区域的电场线分布如图 8 所示,一电场线上有P、 Q 两点,一电子以速度 v0从 P 点向 Q 点运动,经过时间 t1到达 Q 点时速度大小为 v1.一正电子(带正电,质量、电荷量
19、均与电子相同)以大小为 v0的速度从 Q 点向 P 点运动,经过时间 t2到达 P 点时速度大小为 v2,不计正、负电子受到的重力则( )图 8A v1t2 D t1 t210答案 BC变式 3 (多选)(2018泰州中学期中)如图 9 所示为某静电除尘装置的原理图废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区图中虚线是某一带电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹, A、 B 两点是轨迹与电场线的交点不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化,则以下说法正确的是( )图 9A尘埃在 A 点的加速度大于在 B 点的加速度B尘埃带正电C A 点电场强度大于 B 点电场强度D尘埃
20、在迁移过程中动能不变答案 AC变式 4 如图 10 所示,在真空中有两个固定的等量异种点电荷 Q 和 Q,直线 MN 是两点电荷连线的中垂线, O 点是两点电荷连线的中点, a、 b 是两点电荷连线上关于 O 点的对称点,c、 d 是直线 MN 上的两个点下列说法中正确的是( )图 10A a 点 的 场 强 大 于 b 点 的 场 强 ; 将 一 检 验 电 荷 沿 MN 由 c 移 动 到 d, 所 受 电 场 力 先 增 大 后 减 小B a 点 的 场 强 小 于 b 点 的 场 强 ; 将 一 检 验 电 荷 沿 MN 由 c 移 动 到 d, 所 受 电 场 力 先 减 小 后 增
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
5000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 江苏 专用 2020 高考 物理 新增 一轮 复习 第六 静电场 讲义 解析 DOCX
